Abstract
With a series of recent breakthroughs, iron-based superconductors (FeSC) with a topological Dirac surface state are becoming a promising material platform for hosting Majorana zero modes, which we refer to as the iron-Majorana platform. This platform uniquely combines high-Tc superconductivity, a topological band structure, and electron correlations into a single material, successfully avoiding the difficulties of achieving intrinsic p-wave topological superconductors and superconductor/topological insulator heterojunction systems. The most important advantages of the iron-Majorana platform are its wide topological region and large quasiparticle gap, which provide strong topological protection for pure Majorana zero modes (MZMs). When the superconductor/topological insulator heterojunction systems, e.g., InAs/Al nanowire, have the controversies of being trivial Majorana-like states, the iron-Majorana platform, which possesses well-understood physics and clear experimental evidence of vortex MZMs, is more likely to be a true MZM. However, unlike the nanowire Majorana systems with clear theoretical proposals for braiding schemes, the iron-Majorana system has no concrete method for exchanging the vortex MZMs or constructing a topological qubit. In this article, we propose a roadmap of the future efforts required for more physical exploration and achieving the non-Abelian exchange statistics of MZMs based on the iron-Majorana platform.
Similar content being viewed by others
References
O. A. Awoga, J. Cayao, and A. M. Black-Schaffer, Phys. Rev. Lett. 123, 117001 (2019), ar**v: 1904.03783.
C. X. Liu, J. D. Sau, T. D. Stanescu, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 96, 075161 (2017), ar**v: 1705.02035.
J. Cayao, and A. M. Black-Schaffer, Phys. Rev. B 104, L020501 (2021), ar**v: 2011.10411.
G. Kells, D. Meidan, and P. W. Brouwer, Phys. Rev. B 86, 100503 (2012), ar**v: 1207.3067.
H. Pan, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 104, 054510 (2021), ar**v: 2102.07296.
B. D. Woods, J. Chen, S. M. Frolov, and T. D. Stanescu, Phys. Rev. B 100, 125407 (2019), ar**v: 1902.02772.
H. Pan, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 105, 115432 (2022), ar**v: 2110.07536.
C. X. Liu, J. D. Sau, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 97, 214502 (2018), ar**v: 1803.05423.
S. Das Sarma, and H. Pan, Phys. Rev. B 103, 195158 (2021), ar**v: 2103.05628.
C. Nayak, S. H. Simon, A. Stern, M. Freedman, and S. Das Sarma, Rev. Mod. Phys. 80, 1083 (2008), ar**v: 0707.1889.
F. Wilczek, Nat. Phys. 5, 614 (2009).
J. Alicea, Rep. Prog. Phys. 75, 076501 (2012), ar**v: 1202.1293.
C. W. J. Beenakker, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 4, 113 (2013).
B. A. Bernevig, Topological Insulators and Topological Superconductors (Princeton University Press, Princeton, 2013).
N. Read, and D. Green, Phys. Rev. B 61, 10267 (2000), ar**v: condmat/9906453.
S. B. Chung, H. Bluhm, and E. A. Kim, Phys. Rev. Lett. 99, 197002 (2007), ar**v: 0705.2660.
G. E. Volovik, Jetp Lett. 70, 609 (1999), ar**v: cond-mat/9909426.
T. Senthil, and M. P. A. Fisher, Phys. Rev. B 61, 9690 (2000), ar**v: cond-mat/9906290.
M. Stone, and R. Roy, Phys. Rev. B 69, 184511 (2004), ar**v: cond-mat/0308034.
P. Zhang, K. Yaji, T. Hashimoto, Y. Ota, T. Kondo, K. Okazaki, Z. Wang, J. Wen, G. D. Gu, H. Ding, and S. Shin, Science 360, 182 (2018), ar**v: 1706.05163.
P. Zhang, Z. Wang, X. Wu, K. Yaji, Y. Ishida, Y. Kohama, G. Dai, Y. Sun, C. Bareille, K. Kuroda, T. Kondo, K. Okazaki, K. Kindo, X. Wang, C. **, J. Hu, R. Thomale, K. Sumida, S. Wu, K. Miyamoto, T. Okuda, H. Ding, G. D. Gu, T. Tamegai, T. Kawakami, M. Sato, and S. Shin, Nat. Phys. 15, 41 (2019), ar**v: 1809.09977.
D. Wang, L. Kong, P. Fan, H. Chen, S. Zhu, W. Liu, L. Cao, Y. Sun, S. Du, J. Schneeloch, R. Zhong, G. Gu, L. Fu, H. Ding, and H. J. Gao, Science 362, 333 (2018), ar**v: 1706.06074.
L. Kong, S. Zhu, M. Papaj, H. Chen, L. Cao, H. Isobe, Y. **ng, W. Liu, D. Wang, P. Fan, Y. Sun, S. Du, J. Schneeloch, R. Zhong, G. Gu, L. Fu, H. J. Gao, and H. Ding, Nat. Phys. 15, 1181 (2019), ar**v: 1901.02293.
S. Zhu, L. Kong, L. Cao, H. Chen, M. Papaj, S. Du, Y. **ng, W. Liu, D. Wang, C. Shen, F. Yang, J. Schneeloch, R. Zhong, G. Gu, L. Fu, Y. Y. Zhang, H. Ding, and H. J. Gao, Science 367, 189 (2020), ar**v: 1904.06124.
W. Liu, L. Cao, S. Zhu, L. Kong, G. Wang, M. Papaj, P. Zhang, Y. B. Liu, H. Chen, G. Li, F. Yang, T. Kondo, S. Du, G. H. Cao, S. Shin, L. Fu, Z. Yin, H. J. Gao, and H. Ding, Nat. Commun. 11, 5688 (2020), ar**v: 1907.00904.
W. Liu, Q. Hu, X. Wang, Y. Zhong, F. Yang, L. Kong, L. Cao, G. Li, Y. Peng, K. Okazaki, T. Kondo, C. **, J. Xu, H. J. Gao, and H. Ding, Quantum Front. 1, 20 (2022).
K. T. Law, P. A. Lee, and T. K. Ng, Phys. Rev. Lett. 103, 237001 (2009), ar**v: 0907.1909.
H. Pan, C. X. Liu, M. Wimmer, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 103, 214502 (2021).
S. A. González, L. Melischek, O. Peters, K. Flensberg, K. J. Franke, and F. von Oppen, Phys. Rev. B 102, 045413 (2020), ar**v: 2102.04726.
S. R. Elliott, and M. Franz, Rev. Mod. Phys. 87, 137 (2015), ar**v: 1403.4976.
A. Y. Kitaev, Russ. Math. Surv. 52, 1191 (1997).
A. Y. Kitaev, Ann. Phys. 303, 2 (2003).
Q. Liu, C. Chen, T. Zhang, R. Peng, Y. J. Yan, C. H. P. Wen, X. Lou, Y. L. Huang, J. P. Tian, X. L. Dong, G. W. Wang, W. C. Bao, Q. H. Wang, Z. P. Yin, Z. X. Zhao, and D. L. Feng, Phys. Rev. X 8, 041056 (2018), ar**v: 1807.01278.
C. Chen, Q. Liu, T. Z. Zhang, D. Li, P. P. Shen, X. L. Dong, Z. X. Zhao, T. Zhang, and D. L. Feng, Chin. Phys. Lett. 36, 057403 (2019), ar**v: 1904.04623.
L. Kong, L. Cao, S. Zhu, M. Papaj, G. Dai, G. Li, P. Fan, W. Liu, F. Yang, X. Wang, S. Du, C. **, L. Fu, H. J. Gao, and H. Ding, Nat. Commun. 12, 4146 (2021), ar**v: 2010.04735.
J. X. Yin, Z. Wu, J. H. Wang, Z. Y. Ye, J. Gong, X. Y. Hou, L. Shan, A. Li, X. J. Liang, X. X. Wu, J. Li, C. S. Ting, Z. Q. Wang, J. P. Hu, P. H. Hor, H. Ding, and S. H. Pan, Nat. Phys. 11, 543 (2015), ar**v: 1403.1027.
S. S. Zhang, J. X. Yin, G. Dai, L. Zhao, T. R. Chang, N. Shumiya, K. Jiang, H. Zheng, G. Bian, D. Multer, M. Litskevich, G. Chang, I. Belopolski, T. A. Cochran, X. Wu, D. Wu, J. Luo, G. Chen, H. Lin, F. C. Chou, X. Wang, C. **, R. Sankar, Z. Wang, and M. Z. Hasan, Phys. Rev. B 101, 100507 (2020).
P. Fan, F. Yang, G. Qian, H. Chen, Y. Y. Zhang, G. Li, Z. Huang, Y. **ng, L. Kong, W. Liu, K. Jiang, C. Shen, S. Du, J. Schneeloch, R. Zhong, G. Gu, Z. Wang, H. Ding, and H. J. Gao, Nat. Commun. 12, 1348 (2021), ar**v: 2001.07376.
C. Chen, K. Jiang, Y. Zhang, C. Liu, Y. Liu, Z. Wang, and J. Wang, Nat. Phys. 16, 536 (2020), ar**v: 2003.04539.
R. Song, P. Zhang, and N. Hao, Phys. Rev. Lett. 128, 016402 (2022), ar**v: 2107.06558.
X. Wu, X. Liu, R. Thomale, and C. X. Liu, Natl. Sci. Rev. 9, nwab087 (2022).
K. H. Wong, M. R. Hirsbrunner, J. Gliozzi, A. Malik, B. Bradlyn, T. L. Hughes, and D. K. Morr, ar**v: 2210.15582.
R. X. Zhang, W. S. Cole, and S. Das Sarma, Phys. Rev. Lett. 122, 187001 (2019), ar**v: 1812.10493.
M. J. Gray, J. Freudenstein, S. Y. F. Zhao, R. O’Connor, S. Jenkins, N. Kumar, M. Hoek, A. Kopec, S. Huh, T. Taniguchi, K. Watanabe, R. Zhong, C. Kim, G. D. Gu, and K. S. Burch, Nano Lett. 19, 4890 (2019), ar**v: 1902.10723.
L. Y. Kong, and H. Ding, Acta Phys. Sin. 69, 110301 (2020), ar**v: 2108.12850.
L. Fu, and C. L. Kane, Phys. Rev. Lett. 100, 096407 (2008), ar**v: 0707.1692.
M. X. Wang, C. Liu, J. P. Xu, F. Yang, L. Miao, M. Y. Yao, C. L. Gao, C. Shen, X. Ma, X. Chen, Z. A. Xu, Y. Liu, S. C. Zhang, D. Qian, J. F. Jia, and Q. K. Xue, Science 336, 52 (2012).
J. P. Xu, C. Liu, M. X. Wang, J. Ge, Z. L. Liu, X. Yang, Y. Chen, Y. Liu, Z. A. Xu, C. L. Gao, D. Qian, F. C. Zhang, and J. F. Jia, Phys. Rev. Lett. 112, 217001 (2014), ar**v: 1312.3713.
J. P. Xu, M. X. Wang, Z. L. Liu, J. F. Ge, X. Yang, C. Liu, Z. A. Xu, D. Guan, C. L. Gao, D. Qian, Y. Liu, Q. H. Wang, F. C. Zhang, Q. K. Xue, and J. F. Jia, Phys. Rev. Lett. 114, 017001 (2015), ar**v: 1312.7110.
H. H. Sun, K. W. Zhang, L. H. Hu, C. Li, G. Y. Wang, H. Y. Ma, Z. A. Xu, C. L. Gao, D. D. Guan, Y. Y. Li, C. Liu, D. Qian, Y. Zhou, L. Fu, S. C. Li, F. C. Zhang, and J. F. Jia, Phys. Rev. Lett. 116, 257003 (2016), ar**v: 1603.02549.
L. H. Hu, C. Li, D. H. Xu, Y. Zhou, and F. C. Zhang, Phys. Rev. B 94, 224501 (2016), ar**v: 1607.03449.
R. M. Lutchyn, J. D. Sau, and S. Das Sarma, Phys. Rev. Lett. 105, 077001 (2010), ar**v: 1002.4033.
Y. Oreg, G. Refael, and F. von Oppen, Phys. Rev. Lett. 105, 177002 (2010), ar**v: 1003.1145.
A. C. Potter, and P. A. Lee, Phys. Rev. Lett. 105, 227003 (2010), ar**v: 1007.4569.
P. Marra, and A. Nigro, J. Phys.-Condens. Matter 34, 124001 (2022), ar**v: 2112.00757.
S. Gazibegovic, D. Car, H. Zhang, S. C. Balk, J. A. Logan, M. W. A. de Moor, M. C. Cassidy, R. Schmits, D. Xu, G. Wang, P. Krogstrup, R. L. M. Op het Veld, K. Zuo, Y. Vos, J. Shen, D. Bouman, B. Shojaei, D. Pennachio, J. S. Lee, P. J. van Veldhoven, S. Koelling, M. A. Verheijen, L. P. Kouwenhoven, C. J. Palmstraim, and E. P. A. M. Bakkers, Nature 548, 434 (2017), ar**v: 1705.01480.
R. M. Lutchyn, E. P. A. M. Bakkers, L. P. Kouwenhoven, P. Krogstrup, C. M. Marcus, and Y. Oreg, Nat. Rev. Mater. 3, 52 (2018), ar**v: 1707.04899.
A. C. Potter, and P. A. Lee, Phys. Rev. B 85, 094516 (2012), ar**v: 1201.2176.
S. Manna, P. Wei, Y. **e, K. T. Law, P. A. Lee, and J. S. Moodera, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 117, 8775 (2020), ar**v: 1911.03802.
B. Braunecker, G. I. Japaridze, J. Klinovaja, and D. Loss, Phys. Rev. B 82, 045127 (2010), ar**v: 1004.0467.
B. P. Truong, K. Agarwal, and T. Pereg-Barnea, Phys. Rev. B 107, 104516 (2023), ar**v: 2211.13849.
S. Nadj-Perge, I. K. Drozdov, J. Li, H. Chen, S. Jeon, J. Seo, A. H. MacDonald, B. A. Bernevig, and A. Yazdani, Science 346, 602 (2014), ar**v: 1410.0682.
S. Jeon, Y. **e, J. Li, Z. Wang, B. A. Bernevig, and A. Yazdani, Science 358, 772 (2017), ar**v: 1710.04662.
X. L. Qi, T. L. Hughes, and S. C. Zhang, Phys. Rev. B 82, 184516 (2010), ar**v: 1003.5448.
C. Z. Chen, J. J. He, D. H. Xu, and K. T. Law, Phys. Rev. B 98, 165439 (2018), ar**v: 1810.02661.
Q. Yan, Y. F. Zhou, and Q. F. Sun, Phys. Rev. B 100, 235407 (2018), ar**v: 1912.03469.
J. Shen, J. Lyu, J. Z. Gao, Y. M. **e, C. Z. Chen, C. Cho, O. Atanov, Z. Chen, K. Liu, Y. J. Hu, K. Y. Yip, S. K. Goh, Q. L. He, L. Pan, K. L. Wang, K. T. Law, and R. Lortz, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 117, 238 (2020).
M. Kayyalha, D. **ao, R. Zhang, J. Shin, J. Jiang, F. Wang, Y. F. Zhao, R. **ao, L. Zhang, K. M. Fijalkowski, P. Mandal, M. Winnerlein, C. Gould, Q. Li, L. W. Molenkamp, M. H. W. Chan, N. Samarth, and C. Z. Chang, Science 367, 64 (2020).
S. D. Sarma, M. Freedman, and C. Nayak, npj Quantum Inf. 1, 1 (2015).
T. Karzig, C. Knapp, R. M. Lutchyn, P. Bonderson, M. B. Hastings, C. Nayak, J. Alicea, K. Flensberg, S. Plugge, Y. Oreg, C. M. Marcus, and M. H. Freedman, Phys. Rev. B 95, 235305 (2017), ar**v: 1610.05289.
D. Rainis, and D. Loss, Phys. Rev. B 85, 174533 (2012), ar**v: 1204.3326.
T. Karzig, W. S. Cole, and D. I. Pikulin, Phys. Rev. Lett. 126, 057702 (2021), ar**v: 2004.01264.
M. J. Lawler, K. Fujita, J. Lee, A. R. Schmidt, Y. Kohsaka, C. K. Kim, H. Eisaki, S. Uchida, J. C. Davis, J. P. Sethna, and E. A. Kim, Nature 466, 347 (2010), ar**v: 1007.3216.
Z. Zhu, M. Papaj, X. A. Nie, H. K. Xu, Y. S. Gu, X. Yang, D. Guan, S. Wang, Y. Li, C. Liu, J. Luo, Z. A. Xu, H. Zheng, L. Fu, and J. F. Jia, Science 374, 1381 (2021), ar**v: 2010.02216.
H. Zhao, H. Li, L. Dong, B. Xu, J. Schneeloch, R. Zhong, M. Fang, G. Gu, J. Harter, S. D. Wilson, Z. Wang, and I. Zeljkovic, Nat. Phys. 17, 903 (2021), ar**v: 2106.07543.
L. Schneider, P. Beck, T. Posske, D. Crawford, E. Mascot, S. Rachel, R. Wiesendanger, and J. Wiebe, Nat. Phys. 17, 943 (2021), ar**v: 2104.11497.
A. Galluzzi, K. Buchkov, E. Nazarova, V. Tomov, G. Grimaldi, A. Leo, S. Pace, and M. Polichetti, Eur. Phys. J. Spec. Top. 228, 725 (2019).
J. Zhang, L. Jiao, Y. Chen, and H. Yuan, Front. Phys. 6, 463 (2011).
C. L. Song, Y. Yin, M. Zech, T. Williams, M. M. Yee, G. F. Chen, J. L. Luo, N. L. Wang, E. W. Hudson, and J. E. Hoffman, Phys. Rev. B 87, 214519 (2013), ar**v: 1212.3240.
C. J. van der Beek, S. Demirdis, M. Konczykowski, Y. Fasano, N. R. Cejas Bolecek, H. Pastoriza, D. Colson, and F. Rullier-Albenque, Phys. B-Cond. Matter 407, 1746 (2012).
A. A. Abrikosov, Rev. Mod. Phys. 76, 975 (2004).
G. Blatter, M. V. Feigel’Man, V. B. Geshkenbein, A. I. Larkin, and V. M. Vinokur, Rev. Mod. Phys. 66, 1125 (1994).
S. J. Singh, and P. Mele, Future Potential of New High Tc Iron-Based Superconductors, in Superconductivity (Springer, Cham, 2020).
M. Li, G. Li, L. Cao, X. Zhou, X. Wang, C. **, C. K. Chiu, S. J. Pennycook, Z. Wang, and H. J. Gao, Nature 606, 890 (2022), ar**v: 2206.04512.
C. J. Bolech, and E. Demler, Phys. Rev. Lett. 98, 237002 (2007), ar**v: cond-mat/0607779.
V. Perrin, M. Civelli, and P. Simon, Phys. Rev. B 104, L121406 (2021), ar**v: 2011.06893.
D. E. Liu, M. Cheng, and R. M. Lutchyn, Phys. Rev. B 91, 081405 (2015), ar**v: 1409.3860.
T. Jonckheere, J. Rech, A. Zazunov, R. Egger, A. L. Yeyati, and T. Martin, Phys. Rev. Lett. 122, 097003 (2019), ar**v: 1809.10527.
Q. Chen, K. Q. Chen, and H. K. Zhao, J. Phys.-Condens. Matter 26, 315011 (2014).
B. Zocher, and B. Rosenow, Phys. Rev. Lett. 111, 036802 (2013), ar**v: 1208.4092.
K. H. Wong, E. Mascot, V. Madhavan, D. J. Van Harlingen, and D. K. Morr, Phys. Rev. B 105, L220504 (2022), ar**v: 2110.02238.
A. Das, Y. Ronen, Y. Most, Y. Oreg, M. Heiblum, and H. Shtrikman, Nat. Phys. 8, 887 (2012), ar**v: 1205.7073.
H. F. Lü, Z. Guo, S. S. Ke, Y. Guo, and H. W. Zhang, J. Appl. Phys. 117, 164312 (2015).
Z. Wang, P. Zhang, G. Xu, L. K. Zeng, H. Miao, X. Xu, T. Qian, H. Weng, P. Richard, A. V. Fedorov, H. Ding, X. Dai, and Z. Fang, Phys. Rev. B 92, 115119 (2015), ar**v: 1506.06766.
A. Chen, and M. Franz, Phys. Rev. B 93, 201105 (2016).
S. Kobayashi, and M. Sato, Phys. Rev. Lett. 115, 187001 (2015), ar**v: 1504.07408.
T. Hashimoto, S. Kobayashi, Y. Tanaka, and M. Sato, Phys. Rev. B 94, 014510 (2016), ar**v: 1604.05081.
Y. Li, D. Wang, and C. Wu, New J. Phys. 15, 085002 (2013), ar**v: 1304.4268.
Z. Yan, Phys. Rev. B 100, 205406 (2019).
Y. Huang, and C. K. Chiu, Phys. Rev. B 98, 081412 (2018), ar**v: 1708.05724.
Y. Tanaka, T. Sanno, T. Mizushima, and S. Fujimoto, Phys. Rev. B 106, 014522 (2022), ar**v: 2205.04057.
M. Kheirkhah, Z. Y. Zhuang, J. Maciejko, and Z. Yan, Phys. Rev. B 105, 014509 (2022), ar**v: 2107.02811.
E. J. König, and P. Coleman, Phys. Rev. Lett. 122, 207001 (2019), ar**v: 1901.03692.
B. Fu, Z. A. Hu, C. A. Li, J. Li, and S. Q. Shen, Phys. Rev. B 103, L180504 (2021), ar**v: 2010.15633.
S. Qin, L. Hu, C. Le, J. Zeng, F. Zhang, C. Fang, and J. Hu, Phys. Rev. Lett. 123, 027003 (2019), ar**v: 1901.04932.
S. Qin, L. Hu, X. Wu, X. Dai, C. Fang, F. C. Zhang, and J. Hu, Sci. Bull. 64, 1207 (2019).
L. H. Hu, X. Wu, C. X. Liu, and R. X. Zhang, Phys. Rev. Lett. 129, 277001 (2022), ar**v: 2110.11357.
C. Ren, Z. S. Wang, H. Q. Luo, H. Yang, L. Shan, and H. H. Wen, Phys. Rev. Lett. 101, 257006 (2008).
I. I. Mazin, D. J. Singh, M. D. Johannes, and M. H. Du, Phys. Rev. Lett. 101, 057003 (2008), ar**v: 0803.2740.
P. Richard, T. Qian, and H. Ding, J. Phys.-Condens. Matter 27, 293203 (2015), ar**v: 1503.07269.
T. Hanaguri, S. Niitaka, K. Kuroki, and H. Takagi, Science 328, 474 (2010), ar**v: 1007.0307.
C. Liu, Z. Wang, Y. Gao, X. Liu, Y. Liu, Q. H. Wang, and J. Wang, Phys. Rev. Lett. 123, 036801 (2019).
M. Marciani, L. Fanfarillo, C. Castellani, and L. Benfatto, Phys. Rev. B 88, 214508 (2013), ar**v: 1306.5545.
C. Platt, R. Thomale, C. Honerkamp, S. C. Zhang, and W. Hanke, Phys. Rev. B 85, 180502 (2012), ar**v: 1106.5964.
J. Wang, Phys. Rev. B 98, 024519 (2018), ar**v: 1804.02790.
C. X. Liu, D. E. Liu, F. C. Zhang, and C. K. Chiu, Phys. Rev. Appl. 12, 054035 (2019), ar**v: 1901.06083.
T. Posske, C. K. Chiu, and M. Thorwart, Phys. Rev. Res. 2, 023205 (2020), ar**v: 1908.03576.
H. Y. Ma, D. Guan, S. Wang, Y. Li, C. Liu, H. Zheng, and J. F. Jia, J. Phys. D-Appl. Phys. 54, 424003 (2021), ar**v: 2012.10014.
X. Ma, C. J. O. Reichhardt, and C. Reichhardt, Phys. Rev. B 101, 024514 (2020), ar**v: 1910.07033.
B. Lian, X. Q. Sun, A. Vaezi, X. L. Qi, and S. C. Zhang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 115, 10938 (2018), ar**v: 1712.06156.
K. Flensberg, F. von Oppen, and A. Stern, Nat. Rev. Mater. 6, 944 (2021), ar**v: 2103.05548.
B. I. Halperin, Y. Oreg, A. Stern, G. Refael, J. Alicea, and F. von Oppen, Phys. Rev. B 85, 144501 (2012), ar**v: 1112.5333.
J. Alicea, Y. Oreg, G. Refael, F. von Oppen, and M. P. A. Fisher, Nat. Phys. 7, 412 (2011), ar**v: 1006.4395.
A. Paetznick, C. Knapp, N. Delfosse, B. Bauer, J. Haah, M. B. Hastings, and M. P. da Silva, PRX Quantum 4, 010310 (2023), ar**v: 2202.11829.
S. Mi, D. I. Pikulin, M. Wimmer, and C. W. J. Beenakker, Phys. Rev. B 87, 241405 (2013), ar**v: 1304.1685.
S. Tewari, S. Das Sarma, C. Nayak, C. Zhang, and P. Zoller, Phys. Rev. Lett. 98, 010506 (2007), ar**v: quant-ph/0606101.
J. C. Y. Teo, and C. L. Kane, Phys. Rev. Lett. 104, 046401 (2010), ar**v: 0909.4741.
A. Stern, and E. Berg, Phys. Rev. Lett. 122, 107701 (2019), ar**v: 1810.01200.
L. H. Wu, Q. F. Liang, and X. Hu, Sci. Tech. Adv. Mater. 15, 064402 (2014).
S. Vijay, and L. Fu, Phys. Rev. B 94, 235446 (2016), ar**v: 1609.00950.
D. J. Clarke, J. D. Sau, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 95, 155451 (2017), ar**v: 1610.08958.
S. Kezilebieke, M. N. Huda, V. Vaňo, M. Aapro, S. C. Ganguli, O. J. Silveira, S. Głodzik, A. S. Foster, T. Ojanen, and P. Liljeroth, Nature 588, 424 (2020), ar**v: 2002.02141.
Q. Zhang, Z. Zhang, Z. Zhu, U. Schwingenschlögl, and Y. Cui, ACS Nano 6, 2345 (2012).
J. Peng, C. Song, F. Li, B. Cui, H. Mao, Y. Wang, G. Wang, and F. Pan, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 17700 (2015).
R. X. Zhang, W. S. Cole, X. Wu, and S. Das Sarma, Phys. Rev. Lett. 123, 167001 (2019).
Z. Yan, F. Song, and Z. Wang, Phys. Rev. Lett. 121, 096803 (2018), ar**v: 1803.08545.
K. Laubscher, D. Chughtai, D. Loss, and J. Klinovaja, Phys. Rev. B 102, 195401 (2020), ar**v: 2007.13579.
W. A. Benalcazar, and A. Cerjan, Phys. Rev. Lett. 128, 127601 (2022), ar**v: 2109.06892.
T. Liu, J. J. He, and F. Nori, Phys. Rev. B 98, 245413 (2018), ar**v: 1806.07002.
X. Zhu, Phys. Rev. B 97, 205134 (2018), ar**v: 1802.00270.
S. S. Qin, Z. Zhang, Y. Wang, C. Fang, F.-C. Zhang, and J. Hu, ar**v: 2208.10225.
L. Chen, B. Liu, G. Xu, and X. Liu, Phys. Rev. Res. 3, 023166 (2021), ar**v: 1909.10402.
J. J. He, T. Liang, Y. Tanaka, and N. Nagaosa, Commun. Phys. 2, 149 (2019), ar**v: 1901.04635.
R. Peng, H. C. Xu, S. Y. Tan, H. Y. Cao, M. **a, X. P. Shen, Z. C. Huang, C. H. P. Wen, Q. Song, T. Zhang, B. P. **e, X. G. Gong, and D. L. Feng, Nat. Commun. 5, 5044 (2014).
B. Landgraf, Structural, Magnetic and Electrical Investigation of Iron-Based III/V-Semiconductor Hybrid Structures, Dissertation for Doctoral Degree (Staats-und Universitätsbibliothek Hamburg Carl von Ossietzky, Hamburg, 2014).
X. L. Peng, Y. Li, X. X. Wu, H. B. Deng, X. Shi, W. H. Fan, M. Li, Y. B. Huang, T. Qian, P. Richard, J. P. Hu, S. H. Pan, H. Q. Mao, Y. J. Sun, and H. Ding, Phys. Rev. B 100, 155134 (2019), ar**v: 1903.05968.
Q. Zou, Z. Ge, C. Yan, H. Zhang, and L. Li, Bull. Am. Phys. Soc. 65, 1 (2020).
M. Chen, X. Chen, H. Yang, Z. Du, and H. H. Wen, Sci. Adv. 4, eaat1084 (2018), ar**v: 1804.09319.
B. Guo, K. G. Shi, H. L. Qin, L. Zhou, W. Q. Chen, F. Ye, J. W. Mei, H. T. He, T. L. Pan, and G. Wang, Chin. Phys. B 29, 097403 (2020).
A. V. Putilov, C. Di Giorgio, V. L. Vadimov, D. J. Trainer, E. M. Lechner, J. L. Curtis, M. Abdel-Hafiez, O. S. Volkova, A. N. Vasiliev, D. A. Chareev, G. Karapetrov, A. E. Koshelev, A. Y. Aladyshkin, A. S. Mel’nikov, and M. Iavarone, Phys. Rev. B 99, 144514 (2019).
P. Choubey, S. H. Joo, K. Fujita, Z. Du, S. D. Edkins, M. H. Hamidian, H. Eisaki, S. Uchida, A. P. Mackenzie, J. Lee, J. C. S. Davis, and P. J. Hirschfeld, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 117, 14805 (2020), ar**v: 2002.11654.
C. K. Chiu, T. Machida, Y. Huang, T. Hanaguri, and F. C. Zhang, Sci. Adv. 6, eaay0443 (2020), ar**v: 1904.13374.
T. Machida, Y. Sun, S. Pyon, S. Takeda, Y. Kohsaka, T. Hanaguri, T. Sasagawa, and T. Tamegai, Nat. Mater. 18, 811 (2019), ar**v: 1812.08995.
E. Bellingeri, S. Kawale, F. Caglieris, V. Braccini, G. Lamura, L. Pellegrino, A. Sala, M. Putti, C. Ferdeghini, A. Jost, U. Zeitler, C. Tarantini, and J. Jaroszynski, Supercond. Sci. Technol. 27, 044007 (2014).
X. Chen, M. Chen, W. Duan, H. Yang, and H. H. Wen, Nano Lett. 20, 2965 (2020), ar**v: 1905.05735.
C. Li, X. Luo, L. Chen, D. E. Liu, F.-C. Zhang, and X. Liu, ar**v: 2107.11562.
L. Sang, Z. Li, G. Yang, M. Nadeem, L. Wang, Q. Xue, A. R. Hamilton, and X. Wang, Matter 5, 1734 (2022).
H. Liu, M. Lu, Y. Wu, J. Liu, and X. C. **e, Phys. Rev. B 106, 064505 (2022), ar**v: 2111.11731.
S. Rubbert, and A. R. Akhmerov, Phys. Rev. B 94, 115430 (2016).
R. López, M. Lee, L. Serra, and J. S. Lim, Phys. Rev. B 89, 205418 (2014), ar**v: 1310.6282.
C. Benjamin, and J. K. Pachos, Phys. Rev. B 81, 085101 (2010), ar**v: 0908.0655.
K. Flensberg, Phys. Rev. Lett. 106, 090503 (2011), ar**v: 1011.5467.
J. D. Sau, D. J. Clarke, and S. Tewari, Phys. Rev. B 84, 094505 (2011).
S. Pagano, N. Martucciello, E. Enrico, E. Monticone, K. Iida, and C. Barone, Nanomaterials 10, 862 (2020).
P. Yuan, Z. Xu, C. Li, B. Quan, J. Li, C. Gu, and Y. Ma, Supercond. Sci. Technol. 31, 025002 (2017), ar**v: 1711.07637.
J. Liu, W. Cui, H. Wang, D. Zhao, B. Zuo, Y. Zhu, X. Liu, Z. Zhang, B. Sun, L. Wang, H. Chang, K. He, Q. K. Xue, and H. Liu, Supercond. Sci. Technol. 35, 065010 (2022).
P. Liu, J. R. Williams, and J. J. Cha, Nat. Rev. Mater. 4, 479 (2019).
Y. R. Tao, L. Fan, Z. Y. Wu, X. C. Wu, and Z. H. Wang, J. Alloys Compd. 751, 20 (2018).
S. Mishra, K. Song, J. A. Koza, and M. Nath, ACS Nano 7, 1145 (2013).
J. Alicea, Phys. Rev. B 81, 125318 (2010), ar**v: 0912.2115.
D. Aasen, M. Hell, R. V. Mishmash, A. Higginbotham, J. Danon, M. Leijnse, T. S. Jespersen, J. A. Folk, C. M. Marcus, K. Flensberg, and J. Alicea, Phys. Rev. X 6, 031016 (2016), ar**v: 1511.05153.
S. Plugge, A. Rasmussen, R. Egger, and K. Flensberg, New J. Phys. 19, 012001 (2017), ar**v: 1609.01697.
V. Mourik, K. Zuo, S. M. Frolov, S. R. Plissard, E. P. A. M. Bakkers, and L. P. Kouwenhoven, Science 336, 1003 (2012), ar**v: 1204.2792.
P. P. Aseev, J. Klinovaja, and D. Loss, Phys. Rev. B 98, 155414 (2018), ar**v: 1807.07997.
M. T. Deng, S. Vaitiekėnas, E. B. Hansen, J. Danon, M. Leijnse, K. Flensberg, J. Nygård, P. Krogstrup, and C. M. Marcus, Science 354, 1557 (2016), ar**v: 1612.07989.
H. Zhang, D. E. Liu, M. Wimmer, and L. P. Kouwenhoven, Nat. Commun. 10, 5128 (2019), ar**v: 1905.07882.
B. Lei, N. Z. Wang, C. Shang, F. B. Meng, L. K. Ma, X. G. Luo, T. Wu, Z. Sun, Y. Wang, Z. Jiang, B. H. Mao, Z. Liu, Y. J. Yu, Y. B. Zhang, and X. H. Chen, Phys. Rev. B 95, 020503 (2017), ar**v: 1609.07726.
P. Liu, B. Lei, X. Chen, L. Wang, and X. Wang, Nat. Rev. Phys. 4, 336 (2022).
B. Lei, J. H. Cui, Z. J. **ang, C. Shang, N. Z. Wang, G. J. Ye, X. G. Luo, T. Wu, Z. Sun, and X. H. Chen, Phys. Rev. Lett. 116, 077002 (2016), ar**v: 1509.00620.
Y. Cui, G. Zhang, H. Li, H. Lin, X. Zhu, H. H. Wen, G. Wang, J. Sun, M. Ma, Y. Li, D. Gong, T. **e, Y. Gu, S. Li, H. Luo, P. Yu, and W. Yu Sci. Bull. 63, 11 (2018), ar**v: 1712.01191.
L. Cao, W. Liu, G. Li, G. Dai, Q. Zheng, Y. Wang, K. Jiang, S. Zhu, L. Huang, L. Kong, F. Yang, X. Wang, W. Zhou, X. Lin, J. Hu, C. **, H. Ding, and H. J. Gao, Nat. Commun. 12, 6312 (2021), ar**v: 2101.02427.
V. V. Dremov, S. Y. Grebenchuk, A. G. Shishkin, D. S. Baranov, R. A. Hovhannisyan, O. V. Skryabina, N. Lebedev, I. A. Golovchanskiy, V. I. Chichkov, C. Brun, T. Cren, V. M. Krasnov, A. A. Golubov, D. Roditchev, and V. S. Stolyarov, Nat. Commun. 10, 4009 (2019).
J. Y. Ge, V. N. Gladilin, J. Tempere, J. Devreese, and V. V. Moshchalkov, Nano Lett. 17, 5003 (2017).
J. Y. Ge, V. N. Gladilin, J. Tempere, C. Xue, J. T. Devreese, J. van de Vondel, Y. Zhou, and V. V. Moshchalkov, Nat. Commun. 7, 13880 (2016), ar**v: 1701.06316.
E. W. J. Straver, J. E. Hoffman, O. M. Auslaender, D. Rugar, and K. A. Moler, Appl. Phys. Lett. 93, 172514 (2008), ar**v: 0810.0790.
B. van Heck, A. R. Akhmerov, F. Hassler, M. Burrello, and C. W. J. Beenakker, New J. Phys. 14, 035019 (2012), ar**v: 1111.6001.
S. Nadj-Perge, I. K. Drozdov, B. A. Bernevig, and A. Yazdani, Phys. Rev. B 88, 020407 (2013).
X. Liu, X. Li, D. L. Deng, X. J. Liu, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 94, 014511 (2016), ar**v: 1602.08093.
J. P. T. Stenger, and R. S. K. Mong, Phys. Rev. A 101, 042338 (2020), ar**v: 1906.01658.
R. Radgohar, and M. Kargarian, Phys. Rev. B 102, 165111 (2020), ar**v: 2006.10577.
D. Vincenzo, and D. Majorana, in Particles with noise: Problems with braiding anyons. Proceedings of the 10th Conference on the Theory of Quantum Computation, Communication and Cryptography (TQC, Brussels, 2015).
F. L. Pedrocchi, and D. P. DiVincenzo, Phys. Rev. Lett. 115, 120402 (2015), ar**v: 1505.03712.
X. Luo, Y. He, T. F. J. Poon, X. Liu, and X.-J. Liu, ar**v: 1803.02173.
S. Manna, A. Kamlapure, L. Cornils, T. Hänke, E. M. J. Hedegaard, M. Bremholm, B. B. Iversen, P. Hofmann, J. Wiebe, and R. Wiesendanger, Nat. Commun. 8, 14074 (2017), ar**v: 1606.03249.
Y. Zhang, J. Huang, C. Zhang, P. Wang, Z. Wang, T. Wang, Z. **ng, and D. Y. **ng, Phys. Rev. B 102, 064503 (2020).
S. B. Zhang, A. Calzona, and B. Trauzettel, Phys. Rev. B 102, 100503 (2020), ar**v: 2003.04053.
R. Seoane Souto, and M. Leijnse, Scipost Phys. 12, 161 (2022).
C. Beenakker, A. Grabsch, and Y. Herasymenko, Scipost Phys. 6, 022 (2019), ar**v: 1812.01444.
L. Qin, X. Q. Li, A. Shnirman, and G. Schön, New J. Phys. 21, 043027 (2019), ar**v: 1901.08312.
Z. T. Zhang, and D. E. Liu, Phys. Rev. B 103, 195401 (2021), ar**v: 2012.05785.
F. Borsoi, K. Zuo, S. Gazibegovic, R. L. M. Op het Veld, E. P. A. M. Bakkers, L. P. Kouwenhoven, and S. Heedt, Nat. Commun. 11, 1 (2020), ar**v: 2006.14645.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11888101), and the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. XDB28000000).
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Liu, W., Ding, H. Roadmap of the iron-based superconductor Majorana platform. Sci. China Phys. Mech. Astron. 66, 267002 (2023). https://doi.org/10.1007/s11433-022-2063-7
Received:
Accepted:
Published:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-022-2063-7